Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure ENS . CNRS UMR8197 . Inserm U1024 Directeur : Pierre Paoletti

Biologie cellulaire de la transcription

Contexte

Depuis une vingtaine d’années, il est bien établi chez les eucaryotes que le facteur positif d’élongation de la transcription (P-TEFb) joue un rôle essentiel dans ce processus fondamental, discontinu et régulé à plusieurs étapes. Le P-TEFb contrecarre, en les phosphorylant, les facteurs négatifs de l’élongation (NELF) qui fréquemment interrompent la transcription par l’ARN polymérase II (Pol II) eucaryotique. En outre, le P-TEFb est impliqué dans le couplage de la transcription à la maturation des pré-messagers (épissage, terminaison, transport) par phosphorylation du domaine C-terminal de la Pol II. Depuis 2001, l’équipe d’Olivier Bensaude concentre ses recherches sur la régulation de P-TEFb, dont l’hyper activation est impliquée dans la transformation cancéreuse et l’hypertrophie cardiaque.

Résultats marquants

En 2001, cette équipe a montré que l’activité du P-TEFb était régulée en réponse à une inhibition de la transcription et que cette régulation impliquait l’ARN 7SK, un ARN nucléaire non codant. Identifié dès 1976, cet ARN, très conservé chez les vertébrés, n’avait pas de fonction connue jusque là. Cette équipe a ensuite identifié une nouvelle protéine cellulaire, Hexim1. L’association d’Hexim1 avec l’ARN 7SK provoque un changement de conformation d’Hexim1 qui, en se liant à la sous-unité cycline T, bloque l’activité kinase du P-TEFb. Il apparaît donc que, dans les cellules, P-TEFb co-existe sous deux formes : l’une active, constituée uniquement de la kinase Cdk9 et d’une cycline (T1ou T2) et l’autre inactive, formée par un complexe Cdk9/Cycline T/Hexim1/7SK. Ce dernier se dissocie in vivo lorsque la transcription est inhibée. Cette dissociation est liée à la formation de complexes entre l’ARN 7SK et certaines des ribonucléoprotéines nucléaires hétérologues (hnRNP) qui chaperonnent les ARN prémessagers. En effet, lorsque la transcription est inhibée, les hnRNP libérées en grande quantité piègent l’ARN 7SK au détriment de l’assemblage du complexe CDK9/Cycline T/Hexim1/7SK.
Où et comment ce complexe est-il dissocié et se reforme-t-il ? Comment s’organisent les différents partenaires ? L’équipe étudie les modalités de recrutement de P-TEFb sur un site donné de transcription par deux stratégies complémentaires, l’immunoprécipitation de chromatine (ChIP) et l’imagerie par microscopie de fluorescence. Par une analyse bioinformatique, cette équipe a identifié des homologues de la protéine Hexim et de l’ARN 7SK chez les nématodes. Ces homologues dont les séquences sont très divergentes, ont-ils les mêmes fonctions ? Un résultat positif ouvrirait d’intéressantes perspectives structurales. Parallèlement, cette équipe recherche des ARN non codants capables d’entrer en interaction directe avec l’ARN pol II. Ainsi, elle a établi que le snARN U1 impliqué dans l’épissage était associé à cette enzyme même lorsqu’elle transcrit un gène qui ne s’épisse pas. Les bases moléculaires et les conséquences fonctionnelles de cette interaction sont à l’étude.